JP6525777B2 - Ophthalmic surgery system - Google Patents
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Description
関連出願との相互参照
本願は、2014年7月10日にドイツで出願された特許出願第10 2014 010 350.1号の優先権を主張する。その内容全体はここに引用により援用される。
This application claims the priority of patent application no. 10 2014 010 350.1, filed July 10, 2014 in Germany. The entire contents of which are incorporated herein by reference.
分野
この発明は、眼底の光学画像(light-optical image)を生成するための顕微鏡検査光学部品と、眼底のOCT画像を生成するためのOCT装置とを含む、眼科手術システムに関する。
FIELD The present invention relates to an ophthalmic surgery system comprising microscopy optics for producing a light-optical image of the fundus and an OCT device for producing an OCT image of the fundus.
背景
そのような眼科手術システムは、患者の眼の網膜で外科的介入を行なうために使用される場合がある。外科医は、眼底の光学画像を観察し続けながら、眼の網膜で手術ツールを使用して操作を行なう場合がある。また、外科医は、介入中に生成された術中OCT画像を使用して、操作の結果を検証する場合がある。このために、介入の成功をより良く評価し、さらに必要な措置を計画することができるように、介入の現在の結果を介入前に得られた術前OCT画像と比較することが望ましい。したがって、介入中に生成された光学画像、介入中に生成されたOCT画像、および介入前に生成されたOCT画像を、同時に、または短い時間距離で少なくとも連続して、観察し比較することがさらに望ましい。
BACKGROUND Such ophthalmic surgery systems may be used to perform surgical interventions on the retina of a patient's eye. The surgeon may perform manipulations using a surgical tool on the retina of the eye while continuing to observe the optical image of the fundus. The surgeon may also use the intraoperative OCT images generated during the intervention to validate the results of the manipulation. To this end, it is desirable to compare the current results of the intervention with pre-operative OCT images obtained before the intervention so that the success of the intervention can be better assessed and further necessary measures can be planned. Therefore, it is further possible to observe and compare the optical image generated during the intervention, the OCT image generated during the intervention, and the OCT image generated before the intervention simultaneously, or at a short time distance, at a short time distance. desirable.
概要
この発明の目的は、外科的処置中に眼底の術中OCT画像、すなわち介入中に得られたOCT画像と、術前OCT画像、すなわち介入前に得られたOCT画像と、術中光学画像、すなわち介入中に得られた光学画像とを観察することを可能にする、前述の種類の眼科手術システムを提案することである。
SUMMARY The object of the present invention is to provide an intraoperative OCT image of the fundus during a surgical procedure, i.e. an OCT image obtained during an intervention, a preoperative OCT image, i.e. an OCT image obtained before an intervention, an intraoperative optical image, i.e. It is to propose an ophthalmic surgery system of the kind described above which makes it possible to observe the optical image obtained during the intervention.
この発明の実施形態は、光学系と、コントローラと、視覚化システムとを含む、眼科手術システムを提供する。光学系は、顕微鏡検査光学部品とOCT装置とを含む。顕微鏡検査光学部品は、眼底の光学画像を生成するように構成されている。OCT装置は、OCT測定ビームを用いて眼底を走査し、眼底のOCT画像を生成するように構成されている。 Embodiments of the invention provide an ophthalmic surgery system that includes an optical system, a controller, and a visualization system. The optical system includes microscopy optics and an OCT apparatus. The microscopy optics are configured to generate an optical image of the fundus. The OCT apparatus is configured to scan the fundus using an OCT measurement beam to generate an OCT image of the fundus.
顕微鏡検査光学部品は、眼に接近して配置され、眼底の結像を支援する、対物レンズおよび補助レンズを含んでいてもよい。この補助レンズは、眼から離れて配置され、別々に搭載されて、眼底の画像を中間画像として生成してもよく、中間画像はさらに対物レンズによって結像される。そのような補助レンズは、検眼鏡検査拡大ガラスとも呼ばれてもよい。補助レンズはまた、眼の角膜と直接接触していてもよいが、眼底の中間画像を生成せず、そのため、補助レンズおよび対物レンズはともに眼底の画像を生成するであろう。そのような補助レンズは、コンタクトガラスとも呼ばれてもよい。ここで、対物レンズおよび補助レンズの各々は、1つまたは複数のレンズ素子からなっていてもよく、特に、ミラーも含んでいてもよい。次に、接眼レンズまたは1対の接眼レンズが、対物レンズの後ろのビーム経路に配置されてもよく、外科医は、眼底の光学画像を観察するために、自分の片眼または両眼を用いて接眼レンズまたは1対の接眼レンズをのぞき込んでもよい。さらに、カメラが対物レンズの後ろのビーム経路に配置されて、眼底の画像を検出してもよい。次に、外科医が画像を観察するように、画像が視覚化システムによって表示されてもよい。 The microscopy optics may include an objective lens and an auxiliary lens placed in close proximity to the eye to assist in imaging the fundus. This auxiliary lens may be placed away from the eye and mounted separately to produce an image of the fundus as an intermediate image, which is further imaged by the objective lens. Such an auxiliary lens may also be called an ophthalmoscope examination magnifying glass. The auxiliary lens may also be in direct contact with the cornea of the eye, but will not produce an intermediate image of the fundus, so both the auxiliary lens and the objective lens will produce an image of the fundus. Such auxiliary lenses may also be referred to as contact glasses. Here, each of the objective lens and the auxiliary lens may consist of one or more lens elements and, in particular, may also include a mirror. An eyepiece or pair of eyepieces may then be placed in the beam path behind the objective, and the surgeon uses his or her single eye or eyes to observe the optical image of the fundus An eyepiece or a pair of eyepieces may be looked into. Additionally, a camera may be placed in the beam path behind the objective to detect an image of the fundus. The image may then be displayed by the visualization system such that the surgeon views the image.
OCT装置は、基準経路と測定経路とを有する干渉計を含み、そこでは、OCT装置によって生成されたOCT測定ビームが眼底に入射して、基準経路を通過した測定光が眼底から反射または後方散乱された測定光の干渉が検出されるように、眼底が配置される。さらに、OCT装置は、眼底を横切ってOCT測定ビームを走査し、それにより眼底のOCT画像を生成するためのOCT測定ビーム用偏向素子を含んでいてもよい。 The OCT apparatus comprises an interferometer having a reference path and a measurement path, where the OCT measurement beam generated by the OCT apparatus is incident on the fundus and the measurement light passing through the reference path is reflected or backscattered from the fundus The fundus is arranged such that the interference of the measured light is detected. Additionally, the OCT apparatus may include a deflection element for the OCT measurement beam to scan the OCT measurement beam across the fundus, thereby generating an OCT image of the fundus.
OCT装置と顕微鏡検査光学部品とは、同じ光学素子を共有していてもよい。たとえば、OCT測定ビームは、顕微鏡検査光学部品の、眼科拡大ガラスまたはコンタクトガラスといった補助レンズ、もしくは対物レンズを横断してもよい。 The OCT apparatus and the microscopy optics may share the same optical element. For example, the OCT measurement beam may traverse an auxiliary lens, such as an ophthalmic magnifying glass or a contact glass, or an objective of the microscopy optics.
例示的な実施形態によれば、顕微鏡検査光学部品は、眼底の光学画像の表現(representation)を生成するための少なくとも1つの接眼レンズと、OCT装置によって生成されたOCT画像の表現を表示するための表示機器とを含み、視覚化システムはさらに、OCT画像の表現と光学画像の表現とが少なくとも1つの接眼レンズで観察されるように、表示機器によって表示されたOCT画像の表現を少なくとも1つの接眼レンズのビーム経路へと投影するように構成された光学部品を含む。ここで、視覚化システムは、光学画像の表現とOCT画像の表現とが同時に表示され、隣接し、たとえば互いに隣り合うように構成されてもよい。すなわち、観察者は、光学画像の表現とOCT画像の表現とを、それらの表現が互いに隣接して位置する状態で観察してもよい。さらに、光学画像とOCT画像とは、重ね合わされて表示されてもよく、すなわち、双方の画像の表現は、完全にまたは部分的に互いに重複していてもよい。 According to an exemplary embodiment, the microscopy optics comprises at least one eyepiece for generating a representation of an optical image of the fundus and a representation of the OCT image generated by the OCT device. And the visualization system further includes at least one representation of the OCT image displayed by the display device such that the representation of the OCT image and the representation of the optical image are viewed with the at least one eyepiece. It includes optics configured to project into the beam path of the eyepiece. Here, the visualization system may be configured such that the representation of the optical image and the representation of the OCT image are simultaneously displayed and adjacent, eg adjacent to each other. That is, the observer may observe the representation of the optical image and the representation of the OCT image in a state where the representations are adjacent to each other. Furthermore, the optical image and the OCT image may be displayed superimposed, ie the representations of both images may completely or partially overlap each other.
さらなる実施形態によれば、顕微鏡検査光学部品は、眼底の光学画像を検出するように構成されたカメラを含み、視覚化システムは、検出された光学画像の表現と生成されたOCT画像の表現とを表示するためのディスプレイを含む。ここでも、双方の画像の表現は、ディスプレイによって同時に表示されてもよく、互いに隣接し、たとえば互いに隣り合っていてもよく、または空間的に互いに重複していてもよい。さらに、双方の画像は、同時に表示されてもよく、重複していてもよく、または、単一の時点で光学画像の表現またはOCT画像の表現のいずれかが観察されるように連続して表示されてもよい。 According to a further embodiment, the microscopy optics comprises a camera configured to detect an optical image of the fundus and the visualization system comprises a representation of the detected optical image and a representation of the generated OCT image. Includes a display to display the Again, the representations of both images may be simultaneously displayed by the display, may be adjacent to each other, eg adjacent to each other, or may spatially overlap each other. Furthermore, both images may be displayed simultaneously, may be overlapping, or displayed sequentially so that either a representation of an optical image or a representation of an OCT image is observed at a single point in time It may be done.
さらなる例示的な実施形態によれば、コントローラは、OCT画像の表現を表示するよう視覚化システムを制御し、たとえば呼び出す。光学画像がカメラによって検出されると、コントローラは、画像の表現を表示するよう視覚化システムを制御する。 According to a further exemplary embodiment, the controller controls, eg calls, the visualization system to display a representation of the OCT image. When an optical image is detected by the camera, the controller controls the visualization system to display a representation of the image.
例示的な実施形態によれば、コントローラは、術前OCT画像を受信するためのデータインターフェイスを含む。次に、コントローラは、受信された術前OCT画像の表現および術中OCT画像の表現を表示するよう、視覚化システムを制御してもよい。ここでも、受信された術前OCT画像の表現と術中OCT画像の表現とは、同時にまたは連続して表示されてもよく、隣接し、たとえば互いに隣り合っていてもよく、または互いに重複していてもよい。 According to an exemplary embodiment, the controller includes a data interface for receiving a preoperative OCT image. The controller may then control the visualization system to display a representation of the received preoperative OCT image and a representation of the intraoperative OCT image. Again, the representation of the received preoperative OCT image and the representation of the intraoperative OCT image may be displayed simultaneously or sequentially, adjacent, eg adjacent to each other, or overlapping each other It is also good.
ここでの例示的な実施形態によれば、コントローラは、術中OCT画像の表現の倍率および/または術前OCT画像の表現の倍率を調節するように構成されている。ここでの例示的な実施形態によれば、コントローラはさらに、術中OCT画像の表現と術前OCT画像の表現とを、視覚化システムによって同じ倍率で表示するように構成されている。これは、外科医にとって特に好都合である。なぜなら、外科医は、OCT画像の双方の表現を互いに特に良好に比較して、この比較に基づいてさらなる措置を計画することができるためである。 According to an exemplary embodiment herein, the controller is configured to adjust the magnification of the representation of the intraoperative OCT image and / or the magnification of the representation of the preoperative OCT image. According to an exemplary embodiment herein, the controller is further configured to display the representation of the intraoperative OCT image and the representation of the preoperative OCT image at the same magnification by the visualization system. This is particularly advantageous for the surgeon. Because the surgeon can compare both representations of the OCT image particularly well with each other and plan further action based on this comparison.
例示的な実施形態によれば、コントローラはさらに、術中OCT画像および術前OCT画像の他に、術中光学画像の表現も同じ倍率で表示されるように、表現の倍率を調節するように構成されている。 According to an exemplary embodiment, the controller is further configured to adjust the magnification of the representation such that the representation of the intraoperative optical image as well as the intraoperative OCT image and the preoperative OCT image is displayed at the same magnification. ing.
眼底の画像の2つの表現は、双方の表現において見える眼底の2つの構造間の距離が、双方の画像の表現において同じ距離を有する場合に、同じ倍率を有すると考えられてもよい。 Two representations of the image of the fundus may be considered to have the same magnification if the distance between the two structures of the fundus visible in both representations has the same distance in the representation of both images.
ここでの例示的な実施形態によれば、コントローラはさらに、術中OCT画像の表現の配向および/または術前OCT画像の表現の配向を調節するように構成されている。ここでのさらなる例示的な実施形態によれば、コントローラはさらに、術中OCT画像の表現と術前OCT画像の表現とを同じ配向で表示するよう、視覚化システムを制御するように構成されている。この場合、外科医は、画像のこれら2つの表現を互いに特に良好に比較して、この比較に基づいてさらなる措置を計画することができる。 According to an exemplary embodiment herein, the controller is further configured to adjust the orientation of the representation of the intraoperative OCT image and / or the orientation of the representation of the preoperative OCT image. According to further exemplary embodiments herein, the controller is further configured to control the visualization system to display the intraoperative OCT image representation and the preoperative OCT image representation in the same orientation. . In this case, the surgeon can compare these two representations of the image particularly well with each other and plan further measures based on this comparison.
さらなる実施形態によれば、コントローラはさらに、術中OCT画像および術前OCT画像の他に、術中光学画像の表現も、視覚化システムによって同じ配向で表示されるように、表現の配向を調節するように構成されている。 According to a further embodiment, the controller further adjusts the orientation of the representation so that the representation of the intraoperative optical image as well as the intraoperative OCT image and the preoperative OCT image is displayed in the same orientation by the visualization system Is configured.
眼底の画像の2つの表現は、2つの画像のうちの第1の画像の表現における直線と、2つの画像のうちの第2の画像の表現における直線とが、同じ配向を有する場合に、同じ配向を有すると考えられてもよく、直線の各々は、双方の表現において見える眼底の2つの構造を接続している。すなわち、第1の画像の表現において2つの構造を接続する直線は、第2の画像の表現においてそれぞれの構造を接続する直線と平行に配向されている。 Two representations of the image of the fundus are identical if the straight line in the representation of the first of the two images and the straight line in the representation of the second of the two images have the same orientation It may be considered to have an orientation, each of the straight lines connecting two structures of the fundus that are visible in both representations. That is, the straight lines connecting the two structures in the representation of the first image are oriented parallel to the straight lines connecting the respective structures in the representation of the second image.
例示的な実施形態によれば、コントローラは、術前OCT画像の画像解析および術中OCT画像の画像解析を行ない、これらの画像解析に基づいて、術中OCT画像の表現の倍率および/または配向、および/または、術前OCT画像の表現の倍率および/または配向を、OCT画像の双方の表現がそれぞれ同じ倍率および配向で表示されるように、調節するように構成されている。 According to an exemplary embodiment, the controller performs image analysis of the preoperative OCT image and image analysis of the intraoperative OCT image, and based on these image analysis, the magnification and / or orientation of the representation of the intraoperative OCT image, and Alternatively, the magnification and / or orientation of the representation of the preoperative OCT image is configured to be adjusted such that both representations of the OCT image are displayed at the same magnification and orientation, respectively.
例示的な実施形態によれば、双方のOCT画像がディスプレイの共通領域に同時に重ね合わされて、または連続して表示される場合、すなわち、画像の表現が互いに重複している場合、コントローラは、双方の表現における眼底の各構造がディスプレイ上の同じ場所に表示されるように、画像の表現のうちの一方または双方を並進によって変位させてもよい。 According to an exemplary embodiment, if both OCT images are simultaneously superimposed or displayed sequentially on a common area of the display, ie if the representations of the images overlap one another, the controller One or both of the representations of the image may be displaced by translation such that each structure of the fundus in the representation of is displayed at the same location on the display.
画像解析は、双方のOCT画像におけるパターンを認識し、パターンを比較することによって双方の画像間の違いを識別してもよい。コントローラは、これらの違いに基づいてディスプレイ上で画像の表現の配向を変更してもよく、またはそれらを互いに対して変位させてもよい。 Image analysis may recognize patterns in both OCT images and identify differences between the two images by comparing the patterns. The controller may change the orientation of the representations of the images on the display based on these differences, or may displace them relative to one another.
さらなる例示的な実施形態によれば、コントローラは、記録機器の少なくとも1つの光学パラメータを検出することによって、術前OCT画像の表現の倍率と術中OCT画像の表現の倍率との違いを得てもよい。検出された少なくとも1つの光学パラメータに基づいて、コントローラは、術前OCT画像の表現の倍率および/または術中OCT画像の表現の倍率を、それらの倍率が等しくなるように調節してもよい。ここで、術前OCT画像の倍率は予め定められていてもよく、たとえば、術前OCT画像を記録するように構成された診断システムによって定められていてもよい。ここで、データインターフェイスを介して受信された術前OCT画像は常に、予め定められた同じ倍率、または異なる倍率を有していてもよく、それらのそれぞれの値は次に、受信された術前OCT画像の倍率の値がコントローラにとって利用可能となるように、術前OCT画像とともにデータインターフェイスによってコントローラに送信されてもよい。コントローラは、この値を術中OCT画像の倍率と比較してもよく、術中OCT画像の倍率は、記録機器の検出された少なくとも1つの光学パラメータから推定されてもよい。 According to a further exemplary embodiment, the controller obtains the difference between the magnification of the representation of the preoperative OCT image and the magnification of the representation of the intraoperative OCT image by detecting at least one optical parameter of the recording device. Good. Based on the at least one optical parameter detected, the controller may adjust the magnification of the representation of the preoperative OCT image and / or the magnification of the representation of the intraoperative OCT image such that the magnifications are equal. Here, the magnification of the preoperative OCT image may be predetermined, for example, by a diagnostic system configured to record the preoperative OCT image. Here, the preoperative OCT images received via the data interface may always have the same predetermined magnification or a different magnification, and their respective values are then received preoperatively The magnification value of the OCT image may be sent to the controller by the data interface along with the preoperative OCT image so that it is available to the controller. The controller may compare this value to the magnification of the intraoperative OCT image, and the magnification of the intraoperative OCT image may be estimated from at least one detected optical parameter of the recording device.
記録機器の少なくとも1つの光学パラメータは、光学系の対物レンズの焦点距離、および/または、光学系の補助レンズ、たとえば検眼鏡検査拡大ガラスまたはコンタクトガラスの焦点距離を表わしていてもよい。少なくとも1つの光学パラメータはさらに、顕微鏡検査光学部品のビーム経路に配置されたズームシステムの倍率を表わしていてもよい。 The at least one optical parameter of the recording device may represent the focal length of the objective lens of the optical system and / or the focal length of the auxiliary lens of the optical system, for example an ophthalmoscope examination magnifying glass or contact glass. The at least one optical parameter may further represent the magnification of a zoom system disposed in the beam path of the microscopy optics.
対物レンズまたはズームシステムの焦点距離は、予め定められていてもよく、常に同じであってもよく、または変更可能であってもよい。焦点距離が変更可能である場合、記録機器は、たとえば、対物レンズおよびズームシステムそれぞれの個々のレンズ素子間の距離に基づいて焦点距離を検出するように構成されたセンサを含んでいてもよい。さらに、対物レンズまたはズームシステムの焦点距離は、それぞれの焦点距離およびこれらの焦点距離を表わすパラメータがコントローラにとって利用可能となるように、コントローラによって制御されるアクチュエータによって調節されてもよい。 The focal length of the objective or zoom system may be predetermined, may always be the same, or may be variable. If the focal length is variable, the recording device may include, for example, a sensor configured to detect the focal length based on the distance between the individual lens elements of the objective lens and the zoom system, respectively. Furthermore, the focal lengths of the objective lens or zoom system may be adjusted by an actuator controlled by the controller such that the respective focal lengths and the parameters representing these focal lengths are available to the controller.
例示的な実施形態によれば、異なる焦点距離を有する複数の補助レンズ、たとえば検眼鏡検査拡大ガラスまたはコンタクトガラスが設けられ、光学系のビーム経路に配置されるように個々に選択されてもよい。現在使用中の補助レンズの焦点距離を得るために、コントローラは、ユーザからデータを受信するように構成されたユーザインターフェイスを含んでいてもよく、データは、光学系のビーム経路に配置された補助レンズの識別のために提供される。これに代えて、またはこれに加えて、コントローラは、光学系のビーム経路に配置された補助レンズを判断するように構成されてもよい。この判断は、さまざまな種類にしたがって行なわれてもよい。たとえば、コントローラは、補助レンズのレンズ素子の表面間の距離の測定を行ない、測定された距離に基づいて使用中の補助レンズを識別するよう、OCT装置を制御してもよい。さらに、異なる補助レンズは、そのレンズ担体に異なるマークを有していてもよく、これらのマークは、顕微鏡検査光学部品によって生成された光学画像において見える。この画像を検出し解析することにより、コントローラは、検出されたマークに基づいて、使用中の補助レンズを識別してもよい。さらに、異なる補助レンズは、好適な電気的または機械的接点によって読取可能な異なる電気的または機械的識別子を有していてもよく、これらの接点は、ビーム経路の補助レンズのマウントで読取可能である。 According to an exemplary embodiment, a plurality of auxiliary lenses with different focal lengths, such as an ophthalmoscope examination magnifying glass or contact glass may be provided and individually selected to be placed in the beam path of the optical system . In order to obtain the focal length of the auxiliary lens currently in use, the controller may include a user interface configured to receive data from the user, the data being arranged in the beam path of the optical system Provided for lens identification. Alternatively or additionally, the controller may be configured to determine an auxiliary lens disposed in the beam path of the optical system. This determination may be made according to various types. For example, the controller may control the OCT device to make a measurement of the distance between the surfaces of the lens elements of the auxiliary lens and to identify the auxiliary lens in use based on the measured distance. Furthermore, different auxiliary lenses may have different marks on their lens carrier, which marks are visible in the optical image produced by the microscopy optics. By detecting and analyzing this image, the controller may identify the auxiliary lens in use based on the detected mark. Furthermore, different auxiliary lenses may have different electrical or mechanical identifiers readable by suitable electrical or mechanical contacts, these contacts being readable by the mount of the auxiliary lens in the beam path is there.
図面の簡単な説明
この開示の前述のおよび他の有利な特徴は、添付図面を参照した例示的な実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。なお、必ずしもすべての可能な実施形態がここに識別された利点の各々またはいずれかを示すとは限らない。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The foregoing and other advantageous features of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description of exemplary embodiments, which proceeds with reference to the accompanying drawings. It is noted that not all possible embodiments will necessarily exhibit each or any of the advantages identified herein.
以下に、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
例示的な実施形態の詳細な説明
以下に説明する例示的な実施形態では、機能および構造が同様の構成要素は、できるだけ同様の参照数字で示される。したがって、特定の実施形態の個々の構成要素の特徴を理解するには、この開示の他の実施形態および概要の説明を参照されたい。
DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS In the exemplary embodiments described below, components similar in function and structure are denoted as much as possible by the same reference numerals. Therefore, to understand the features of the individual components of a particular embodiment, please refer to the description of other embodiments and summary of this disclosure.
図1は、眼科手術システム1の概略図である。眼科手術システム1は、眼8の眼底11の光学画像を生成するように構成された顕微鏡検査光学部品3を含む。眼底11は、図示された例示的な実施形態の顕微鏡検査光学部品3によって、一方では外科医が両眼でのぞき込む1対の接眼レンズ13により、他方では眼底11の画像を記録してそれらの画像を表わすデータを生成するカメラ15により、結像される。
FIG. 1 is a schematic view of an
このために、顕微鏡検査光学部品3は、検眼鏡検査拡大ガラスとして実現され、眼底11の中間画像を平面10に生成する、補助レンズ9を含む。顕微鏡検査光学部品3はさらに対物レンズ17を含み、それは、1つまたは複数のレンズ素子からなっていてもよく、特に、図示された例に示すように平面10に形成された中間画像を無限大まで結像してもよい。対物レンズ17の後ろのビーム経路では、2つの部分ビーム束19の各々が、光学部品の結像スケールを変更可能なズームレンズアセンブリ21を通過する。このために、双方のズームレンズアセンブリ21の各々は、図1の矢印24で示すように部分ビーム束19の方向に互いに対して変位可能な少なくとも2つのレンズ群22および23を含んでいてもよい。レンズ群22および23の互いに対する変位はアクチュエータ25によって制御され、アクチュエータ25は、顕微鏡検査光学部品3の結像スケールを調節するために、制御ワイヤ27を介してコントローラ29によって制御される。
To this end, the microscopy optics 3 comprise an
ズームレンズアセンブリ21の後ろで、部分ビーム束19の各々は、接眼レンズ13の一方に入る。図1の右側に位置する部分ビーム束19から、部分ビーム束19の光の一部が、部分的に透明なミラー31によって偏向され、カメラアダプタ光学部品33によってカメラ15へと向けられ、そのため、カメラ15は、眼底11が位置する対象領域の視界の画像を検出し得る。カメラ15によって生成されたデータは、データワイヤ35を介してコントローラ29に送信される。
Behind the
顕微鏡検査光学部品3はさらに、コントローラ29からデータワイヤ43を介して画像データが供給される2つの電子画像ディスプレイ41を含む。画像ディスプレイ41によって表示された画像の表現が各々、投影光学部品45と、部分ビーム束19に配置された部分的に透明なミラー47とによって、ビーム経路へと投影されて接眼レンズ13に向かう。そのため、接眼レンズ13をのぞき込んでいる外科医は、対象領域11の視界の光学画像と重ね合わされた、画像ディスプレイ41によって表示された画像の表現を知覚し得る。
The microscopy optics 3 further comprise two electronic image displays 41 to which image data is supplied from the controller 29 via
眼科手術システム1はさらに、OCT測定を行なうためのOCT装置5を含む。OCT装置5は、ともに図1に図示されていない、コヒーレンスが短い好適な光源と干渉計とを有する、OCTアセンブリ4を含む。OCTアセンブリ4からOCT測定光が導光ファイバ51を介して放射され、そのため、OCT測定光は、眼底などの測定対象に入射し得る。また、対象から戻ってきた測定光がファイバに再度入り、そのため、OCTアセンブリ4は、この戻ってきた測定光を調べて、測定値を表わすデータを出力し得る。特に、OCTアセンブリ4は、A走査とも呼ばれる深さ走査を行なってもよく、そのデータは、深さに依存する後方散乱測定光の強度を表わす。OCTアセンブリ4は、制御およびデータワイヤ53を介してコントローラ29によって制御される。コントローラ29はまた、OCT装置5によって生成された測定データを、このワイヤ53を介して受信する。OCT装置5はさらに、ファイバ51の端55から放射されたOCT測定光57を測定光ビーム58へとコリメートするコリメータ光学部品59を含む。測定光ビーム58は、2つの偏向ミラー61および63で偏向され、投影光学部品65を通過し、ミラー69に入射し、ミラー69によって対物レンズ17および補助レンズ9を通って眼底11へと向けられる。OCT測定光の一部は眼底11で後方散乱され、そのため、後方散乱された測定光は、補助レンズ9および対物レンズ17、投影光学部品65およびコリメータ光学部品59を通って反転経路を通過する。そのため、この光の少なくとも一部がファイバ51へと結合されてOCTアセンブリ4に戻り、そこでそれは干渉計を用いて調べられる。
The
ミラー61および63は、OCT測定ビームを偏向するために枢動可能であり、そのため、ミラー61および63の枢動位置を調節することにより、OCT測定ビーム58は眼底11の選択可能な場所に入射し得る。ミラー61および63の枢動可能性は、図1の矢印71によって示される。ミラー61および63の枢動位置は、制御ワイヤ75を介してコントローラ29によって制御されるアクチュエータ73によって調節される。アクチュエータ73を制御することにより、コントローラ29は、OCT測定ビームを用いて眼底11を走査でき、眼底11の術中OCT画像を生成できる。
The mirrors 61 and 63 are pivotable to deflect the OCT measurement beam, so that by adjusting the pivot position of the mirrors 61 and 63, the
コントローラ29はさらに、視覚化システムのスクリーン83と、入力媒体としてのキーボード84およびマウス85とを含む、ユーザインターフェイスを含む。視覚化システムはまた、コントローラ29によって生成された画像の表現をビーム経路へと供給し、接眼レンズに向けるためのディスプレイ41を含む。
The controller 29 further includes a user interface including a
ここに説明する例示的な実施形態では、眼科手術システムは、眼底11で手術ツールを用いて微細外科的介入を行なうために使用される。
In the exemplary embodiment described herein, the ophthalmic surgery system is used to perform microsurgical intervention with a surgical tool at the
このために、外科医は、接眼レンズを通して、眼底の光学画像の表現と術中OCT画像の表現とを観察し、OCT画像の表現は、ディスプレイ41および光学部品45を介して投影される。また、これに代えて、外科医は、スクリーン83上で、光学画像および術中OCT画像の表現を観察してもよい。そのような表現の一例を、図3に概略的に示す。図3は、スクリーン83と、その上に表示された眼底の画像とを示す。図3の左側に示す画像91の表現は、カメラ15によって検出された眼底11の光学画像の表現であり、一方、図3の右側に示す画像93の表現は、OCT装置5によって生成された眼底11の術中OCT画像の表現である。図3では、眼底11の構造を、線95によって概略的に示す。画像91および93を得るために使用される記録手法が異なるため、画像に含まれる構造95は同一ではないが、類似している。画像の表現の比較に基づいて、外科医は有益な情報を得ることができる。
To this end, the surgeon observes through the eyepiece a representation of the optical image of the fundus and a representation of the intraoperative OCT image, which is projected via the
眼科手術システム1はさらに、眼底の術前OCT画像の表現を視覚化システムによって表示するように構成されている。図2は、術前OCT画像を生成するための診断システム101の概略図である。診断システム101はOCT装置103を含み、それは、コヒーレンスが短い光源と干渉計とを含むOCTアセンブリ104と、測定光ビーム109を生成するための走査ミラー105および光学部品107とを有する。患者は、測定光ビーム109が眼8に入るように、たとえば自分のあごを載置要素111上に載置する。走査ミラー105は、眼底の術前OCT画像を生成するために測定光ビーム109の焦点が患者の眼8の眼底を走査するように制御される。OCT画像は、データインターフェイス113を介して出力される。
The
コントローラ29は、術前OCT画像を受信するためのデータインターフェイス97を含んでおり、その表現を視覚化システムによって表示してもよい。術中OCT画像93の代わりに、術前OCT画像の表現が、たとえば画像99(図3参照)として、眼底11の光学画像91の表現の隣りに表示されてもよい。特に、術前OCT画像99の表現と術中OCT画像93の表現とが、連続して交互に表示されてもよい。また、キーボード84およびマウス85などの入力媒体を使用して、ユーザは、どちらのOCT画像を表示すべきか選択してもよい。さらに、3つの画像、すなわち、光学画像91、術中OCT画像93、および術前OCT画像99の表現が互いに隣り合って表示されてもよい。
The controller 29 includes a
画像91、93および99の表現を表示する前述の方法の各々については、これらの表現が同じ倍率、同じ配向で表示され、また、眼底11の対応する構造95が画像91、93および99の表現において対応する場所に位置するように互いに対して配置されることが望ましい。このために、コントローラ29は、視覚化システムを介した術中OCT画像93の表現の倍率および/または術前OCT画像99の表現の倍率を調節するように構成されている。さらに、コントローラは、術前OCT画像99の表現の配向に対して、術中OCT画像93の表現の配向を変更してもよい。また、コントローラは、術中OCT画像93および術前OCT画像99の画像内容を、並進によって変位させてもよい。画像の表現の倍率、配向および並進の正しい値を求めるために、コントローラ29は、画像の画像解析を行なって、そこに見える構造95を識別してもよい。構造または構造の好適な部分を比較することにより、コントローラは、倍率、配向および並進を調節するための値を求めてもよい。好適な構造は、たとえば、黄斑の構造、視神経または血管の構造であってもよい。
For each of the aforementioned methods of displaying the representations of the
コントローラはさらに、光学画像91を画像解析によって解析し、光学画像に見える構造95を識別してもよい。光学画像91に含まれる好適な構造と、OCT画像93および99のうちの一方または双方に含まれる好適な構造との別の比較により、コントローラは、3つの画像の表現において対応する構造が同じ場所に表示されるように、OCT画像93および99の表現の倍率、配向および並進を調節してもよい。これを図3に示す。眼底上の構造95’および95”は、3つの画像すべてで点として示されている。視覚化システムのスクリーン83上で、双方の構造95’、95”の表現間の距離は、3つの画像すべてで等しい。さらに、双方の構造95’および95”を互いに接続する直線96は、3つの画像91、93、99の表現において同じ配向を有しており、そのため、たとえば、視覚化システムのスクリーン83上の光学画像91の表現における直線96は、術中画像93の表現における直線96と平行であり、また、術前画像99の表現における対応する直線と平行である。さらに、視覚化システムのスクリーン83上で、術中画像93の表現における場所95’および95”が、術前OCT画像99の表現における場所95’および95”とそれぞれ一致するように、術中画像93の表現が、術前画像99の表現に対して変位される。
The controller may further analyze the
図3は、術中OCT画像93の表現においてコントローラ29によって表示されたマーク98を示す。このマークの表現は、術前画像においてたとえば医師によって規定された診断マークに基づいている。たとえば、術前OCT画像の生成を助け、この画像を調べる医師は、その後の処置用に眼底の特定の場所をマークするために、術前OCT画像の表現において診断マークを規定する。したがって、診断マークは、外科的介入の計画を支援し得る。たとえば、これは、医師がコンピュータシステムのスクリーン上の術前OCT画像の表現を観察し、コンピュータシステムの入力媒体を用いてマークを生成することで行なわれてもよい。コンピュータシステムの好適なソフトウェアが、この診断マークの画像座標を、術前OCT画像に関するデータとして記憶してもよい。
FIG. 3 shows the marks 98 displayed by the controller 29 in the representation of the
コントローラ29は、診断マークのこれらの画像座標を、術前OCT画像とともに、データインターフェイス97を介して得てもよい。次に、視覚化システムのスクリーン83上で術前OCT画像の表現の倍率、配向および並進を調節した後で、コントローラ29はまた、スクリーン上の術中OCT画像の表現におけるある場所にマーク98を表示してもよく、この場所は、術前OCT画像における診断マークの場所に対応している。
The controller 29 may obtain these image coordinates of the diagnostic mark via the
画像解析に基づいて画像の必要とされる倍率、回転および並進を求める代わりに、またはそれに加えて、使用中の光学部品のパラメータを求めることによって画像の倍率を求めることも可能である。たとえば、術前OCT画像の記録中に使用される診断システム101の倍率は、固定され、不変で予め定められていてもよい。接眼レンズ13またはスクリーン83を介して見える光学画像の倍率は、顕微鏡検査光学部品3のパラメータから求められてもよい。これらのパラメータは、ズームシステム21を調節するために使用される調節値を含んでいてもよく、ズームシステム21はアクチュエータ25を介してコントローラ29によって制御されるため、調節値はコントローラにとって利用可能である。加えて、対物レンズ17および補助レンズ9の焦点距離は、光学画像の倍率に影響を及ぼすパラメータである。対物レンズ17の焦点距離が固定されている場合、この焦点距離はコントローラ29にとって利用可能である。たとえば対物レンズ17の2つのレンズ素子が互いに対して変位可能であることにより、この焦点距離が変更可能である場合、2つのレンズ素子の互いからの距離が、コントローラ29のセンサによって得られてもよい。コントローラはまた、選択された調節値がコントローラ29にとって利用可能となるように、ズームシステム21を制御するために使用されるアクチュエータと類似したアクチュエータによって、これらの距離を制御してもよい。
Instead of or in addition to determining the required magnification, rotation and translation of the image based on image analysis, it is also possible to determine the magnification of the image by determining the parameters of the optical components in use. For example, the magnification of the
補助レンズ9の焦点距離は、予め定められていてもよい。多くの場合、焦点距離が異なる補助レンズを使用することが望ましい。この場合、ビーム経路に配置された補助レンズ9のタイプがコントローラ29にとって利用可能であることが、必要である。これは、ユーザが、たとえばキーボード84またはマウス85を介して、現在使用中の補助レンズ9を識別するデータを入力するように、ユーザインターフェイスをコントローラに提供することによって達成可能である。さらに、コントローラは、補助レンズ9のレンズ素子の表面間の距離を測定するようOCT装置5を制御してもよい。測定された距離に基づいて、コントローラ29は、使用中の補助レンズのタイプを判断してもよい。さらに、異なる補助レンズは、眼科手術システム1によって検出可能な異なる識別子を有していてもよい。そのような識別子の3つの例を、図4を参照して以下に説明する。
The focal length of the
図4は、眼科手術システムのビーム経路に配置された補助レンズ、すなわち眼科拡大ガラス9の上面図を概略的に示す。眼科拡大ガラス9は、レンズ素子111と、レンズ素子111の担体113とを含む。担体113は、眼科手術システム1のビーム経路において眼科拡大ガラス9を保持するマウント115に搭載される。眼科拡大ガラス9を識別する識別子の第1のオプションは、バーコードなどの光学マーク117である。光学マーク117は、それが図4の上面図で見えるように、担体113上に配置される。したがって、光学マーク117は、カメラ15によって記録された光学画像でも見えるため、画像解析を通してコントローラ29によって識別され得る。そのような画像解析の結果を向上させるために、マーク117が光学画像においてできるだけ鮮明に見えるように顕微鏡検査光学部品の設定を変更することが、有用であり得る。
FIG. 4 schematically shows a top view of the auxiliary lens, ie the
識別子の第2のオプションは、担体113に固定され、眼科拡大ガラス9を識別するデータを含む、電気的記憶素子119によって提供される。眼科ガラス9がマウント115に配置されると、記憶素子119の内容が、プラグコンタクト122を介してメモリ素子119に接続されたデータワイヤ121を介して、コントローラによって読まれ得る。
The second option of the identifier is provided by the
識別子についての第3のオプションは、機械的識別子である。図示されているように、機械的識別子は、担体113上に設けられた3つの突起123によって実現されてもよく、3つの突起123は、マウント115に設けられた4つのスイッチ125のうちの3つを動作させる。図示された例では、4つのスイッチ125のうちの第4のスイッチは動作されない。なぜなら、第4のスイッチを動作するように構成された突起123が、担体113に設けられていないためである。スイッチ125の構成は、データワイヤ127を介してコントローラ29に送信されてもよい。
The third option for the identifier is a mechanical identifier. As shown, the mechanical identifier may be realized by three
したがって、コントローラ29は、顕微鏡検査光学部品3のパラメータに基づいて、記録された光学画像の倍率を求めることができる。これは、記録された術中OCT画像の倍率についても可能である。図示された例では、OCT測定光のビーム経路は、対物レンズ17および眼科拡大ガラス9を通る。上述のようなそれらの焦点距離および焦点距離を表わすパラメータが求められてもよい。加えて、記録されたOCT画像の倍率は、たとえば、眼底を走査するためのミラー61および63の枢動位置によって規定されたパラメータによって求められる。また、これらのパラメータは、コントローラ29にとって利用可能であってもよく、またはコントローラによって制御されてもよい。したがって、記録された術中OCT画像の倍率も求めて、術前OCT画像の倍率と比較することで、表示されたOCT画像が同じ倍率を有するように、視覚化システムによる表現用に選択された倍率を調節してもよい。
Thus, the controller 29 can determine the magnification of the recorded optical image based on the parameters of the microscopy optics 3. This is also possible for the magnification of the recorded intraoperative OCT image. In the illustrated example, the beam path of the OCT measurement light passes through the
図5は、図1に示す眼科手術システムのセットアップに非常に類似するセットアップを有する眼科手術システム1の一部の概略図である。図1に示す眼科手術システムとは対照的に、図5の眼科手術システム1は、眼底11を結像するために、眼科拡大ガラスではなくコンタクトガラス9’を使用する。眼科拡大ガラスは、対物レンズによってさらに結像すべき眼底の中間画像を生成するが、コンタクトガラス9’は、眼底11の中間画像を生成せず、眼底11の(第1の)画像が、対物レンズ17の後ろのビーム経路に形成される。
FIG. 5 is a schematic view of a portion of the
この開示は、その或る例示的な実施形態に関して説明されてきたが、多くの代替例、修正、および変形が当業者には明らかであろう、ということは明白である。したがって、ここに述べたこの開示の例示的な実施形態は、決して限定的ではなく例示的であるよう意図されている。請求項で定義されるようなこの開示の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更を加えてもよい。 While this disclosure has been described in relation to certain exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the exemplary embodiments of the disclosure set forth herein are intended to be illustrative rather than limiting in any way. Various changes may be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure as defined in the claims.
1:眼科手術システム、3:顕微鏡検査光学部品、5:OCT装置、11:眼底、13:接眼レンズ、29:コントローラ、41:画像ディスプレイ、58:OCT測定ビーム、83:スクリーン、91:光学画像、93:術前OCT画像、97:データインターフェイス、99:術前OCT画像。 1: Ophthalmic surgery system, 3: Microscopy optical parts, 5: OCT device, 11: fundus, 13: eyepiece, 29: controller, 41: image display, 58: OCT measurement beam, 83: screen, 91: optical image , 93: Preoperative OCT image, 97: Data interface, 99: Preoperative OCT image.
Claims (19)
顕微鏡検査光学部品(3)とOCT装置(5)とを含む光学系を含み、顕微鏡検査光学部品(3)は、眼底(11)の光学画像(91)を生成するように構成され、OCT装置(5)は、OCT測定ビーム(58)を用いて眼底(11)を走査し、眼底(11)のOCT画像を生成するように構成され、前記眼科手術システム(1)はさらに、
コントローラ(29)と、
視覚化システム(13、41、83)とを含み、
コントローラ(29)は、術前OCT画像(99)を受信するためのデータインターフェイス(97)を含み、術前OCT画像(99)の表現を表示するよう視覚化システムを制御するように構成され、
コントローラ(29)はさらに、術中OCT画像(93)を記録するようOCT装置(5)を制御し、また、記録された術中OCT画像(93)の表現を表示するよう視覚化システムを制御するように構成され、
コントローラ(29)はさらに、術中OCT画像(93)の表現の倍率と術前OCT画像(99)の表現の倍率とが等しくなるように、術中OCT画像(93)の表現の倍率および/または術前OCT画像(99)の表現の倍率を調節するように構成され、および/または
コントローラ(29)はさらに、術中OCT画像(93)の表現の配向と術前OCT画像(99)の表現の配向とが等しくなるように、術中OCT画像(93)の表現の配向および/または術前OCT画像(99)の表現の配向を調節するように構成されている、眼科手術システム(1)。 Eye surgery system (1),
OCT apparatus comprising an optical system comprising a microscopy optical component (3) and an OCT device (5), wherein the microscopy optical component (3) is configured to generate an optical image (91) of the fundus (11) (5) is configured to scan the fundus (11) with the OCT measurement beam (58) to generate an OCT image of the fundus (11), said ophthalmic surgery system (1) further comprising
Controller (29),
And a visualization system (13, 41, 83),
The controller (29) comprises a data interface (97) for receiving a preoperative OCT image (99) and is configured to control the visualization system to display a representation of the preoperative OCT image (99)
The controller (29) further controls the OCT device (5) to record the intraoperative OCT image (93) and also controls the visualization system to display a representation of the recorded intraoperative OCT image (93) Configured to
The controller (29) further causes the magnification and / or surgery of the representation of the intraoperative OCT image (93) such that the magnification of the representation of the intraoperative OCT image (93) and the magnification of the representation of the preoperative OCT image (99) are equal. The controller (29) is further configured to adjust the magnification of the representation of the pre-OCT image (99) and / or the orientation of the representation of the intraoperative OCT image (93) and the orientation of the representation of the pre-operative OCT image (99) An ophthalmic surgery system (1), configured to adjust the orientation of the representation of the intraoperative OCT image (93) and / or the orientation of the representation of the preoperative OCT image (99), so as to be equal.
接眼レンズ(13)は、眼底の光学画像の表現を生成するように構成され、
光学部品(45、47)は、ディスプレイ(41)によって表示された術前OCT画像(99)の表現および/またはディスプレイ(41)によって表示された術中OCT画像(93)の表現を、接眼レンズ(13)のビーム経路へと投影するように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の眼科手術システム。 The visualization system comprises an eyepiece (13) of the microscopy optics (3), a display (41) and optics (45, 47),
The eyepiece (13) is configured to generate a representation of an optical image of the fundus
The optical component (45, 47) is a representation of the preoperative OCT image (99) displayed by the display (41) and / or a representation of the intraoperative OCT image (93) displayed by the display (41) The ophthalmic surgery system according to any one of claims 1 to 3, which is configured to project into the beam path of 13).
コントローラ(29)はさらに、光学画像を記録するようカメラ(15)を制御し、また、記録された光学画像(91)の表現を表示するよう視覚化システムを制御するように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の眼科手術システム。 The microscopy optics (3) comprise a camera (15) for detecting an optical image of the fundus and
The controller (29) is further configured to control the camera (15) to record an optical image and to control the visualization system to display a representation of the recorded optical image (91), The ophthalmic surgery system according to any one of claims 1 to 4.
コントローラ(29)はさらに、視覚化システム(83)によって表示された術前OCT画像(99)の表現の配向および/または視覚化システム(83)によって表示された術中OCT画像(93)の表現の配向を、それらの配向が、視覚化システム(83)によって表示された光学画像(91)の表現の配向と等しくなるように、調節するように構成されている、請求項5に記載の眼科手術システム。 The controller (29) further comprises a magnification of the representation of the preoperative OCT image (99) displayed by the visualization system (83) and / or a representation of the intraoperative OCT image (93) displayed by the visualization system (83) The magnification is configured to adjust their magnification to be equal to the magnification of the representation of the optical image (91) displayed by the visualization system (83), and / or the controller (29) is further configured to: The orientation of the representation of the preoperative OCT image (99) displayed by the visualization system (83) and / or the orientation of the representation of the intraoperative OCT image (93) displayed by the visualization system (83) , Configured to be equal to the orientation of the representation of the optical image (91) displayed by the visualization system (83) The ophthalmic surgery system according to claim 5.
ビーム経路に配置された補助レンズの識別子をコントローラが識別できるように、ビーム経路に配置された補助レンズ用のマウント(115)が構成されている、請求項14〜16のいずれか1項に記載の眼科手術システム。 The plurality of auxiliary lenses (9) have different electrical and / or mechanical identifiers (119, 123),
The mount (115) according to any of the claims 14 to 16, wherein the mount (115) for the auxiliary lens arranged in the beam path is arranged in such a way that the controller can identify the identifier of the auxiliary lens arranged in the beam path. Eye surgery system.
コントローラは、データインターフェイスを介してマークデータを受信し、術中OCT画像(93)の表現におけるある場所にマークを表示するよう視覚化システムを制御するように構成され、前記場所は、術前OCT画像(99)における選択された場所に対応している、請求項18に記載の眼科手術システム。 The diagnostic system (101) is configured to generate mark data representing selectable locations in the preoperative OCT image (99),
The controller is configured to receive the mark data through the data interface and to control the visualization system to display the mark at a certain location in the representation of the intraoperative OCT image (93), said location being a preoperative OCT image 19. The ophthalmic surgery system according to claim 18, corresponding to the selected location in (99).
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